CN104715569B - 一种检验受试者状态的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种检测受试者状态的装置及方法，其中所述的装置包括温度传感器(11)、拉力传感器(12)、无线发射器(13)、数据采集卡(14)、数据处理器(15)、通讯装置(16)、报警器(17)和安慰装置(18)。本发明的技术方案实现了对受试者的身体状态的监控，并且不对穿戴者带来额外的身体负担。穿戴者在使用本发明的装置时，不会感到额外的束缚感。

Description

一种检验受试者状态的方法

技术领域

本发明涉及检测技术领域，具体地涉及一种检测受试者呼吸频率和体温的方法。

背景技术

在工业生产中，工伤事故成为工厂管理者和工人都不希望看到的不利事件。工伤事故可能导致工人的身体受伤害，工业设备受损，生产中的产品受损，甚至导致生产暂停或者长期停止。

工伤事故可能由于多种原因引起，其中重要的因素是工人在劳动过程中受制于劳动纪律和劳动时间要求，而在疲劳状态下劳动。工人可能在工作之前经历饮酒或者剧烈运动，或者可能在工作之前患病，因此其变得容易疲劳，并且难以按照要求来操作工业设备。在疲劳状态下劳动时，工人可能会受制于动作力度降低、动作精确度降低等一系列不利事件，并且可能导致工伤事故。

在生产实践中，迫切需要一种检测受试者状态从而判断其是否处于疲劳状态的装置。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种检测受试者状态从而判断其是否处于疲劳状态的装置和方法。

为了实现以上的发明目的，本发明提供了以下的技术方案：

在本发明的一个方面，提供了一种检测受试者状态的装置，其包括温度传感器、拉力传感器、无线发射器、数据采集卡、数据处理器、通讯装置、报警器和安慰装置，所述的温度传感器连接到无线发射器；所述的拉力传感器连接到无线发射器；所述的无线发射器与数据采集卡处于数据连接；所述的数据采集卡与数据处理器处于数据连接；所述的数据处理器与通讯装置、报警器和安慰装置的一种或多种连接；所述的温度传感器、拉力传感器和无线发射器处于个人穿戴设备上；数据采集卡、数据处理器、通讯装置、报警器和安慰装置处于固定设备上；所述的个人穿戴设备包括检测器、弹性体、固定块、束带和固定机构；检测器包括温度传感器、拉力传感器和无线发射器，温度传感器位于检测器朝向穿戴者皮肤的一侧的表面，拉力传感器的检测端与弹性体相连接；弹性体的第一端连接到检测器的检测端，第二端连接到固定块的第一端；以及束带的第一端连接到检测器的另一端，第二端连接到固定块的第二端。

在本发明一个优选的方面，所述的弹性体的弹性系数是0.4-3N/cm，长度是3-7厘米。

在本发明一个优选的方面，所述的束带在第一端和第二端之间包括固定机构。

在本发明一个优选的方面，所述的弹性体的弹性系数是1.2N/cm，长度是5厘米。

在本发明的另一个方面，提供了一种检测受试者状态的方法，所述的方法使用前文所述的装置来进行，该方法包括：

(1)使受试者将前文所述的穿戴设备套在胸部；

(2)通过温度传感器和拉力传感器读出受试者的体温和弹性体所承受的拉力，将步骤2中得到的温度数据和拉力数据与测量时间数据通过无线发射器发射，并通过数据采集卡进行接收，并且将数据采集卡接收的温度数据、拉力数据和测量时间数据传输到数据处理器；

(3)当数据处理器检测到拉力数据在每10秒内出现7次以上的极大值或者3次以下的极大值时，报警器发出报警声，并且安慰装置播放语音提示受试者注意身体状态；并且

(4)当数据处理器检测到拉力数据在每10秒内出现8次以上的极大值或者2次以下的极大值时，通讯装置与安全电话接通。

在本发明一个优选的方面，当体温数据处于37.2度以上时，报警器发出报警声，并且安慰装置播放语音提示受试者注意身体状态。

本发明的技术方案实现了对受试者的身体状态的监控，并且不对穿戴者带来额外的身体负担。穿戴者在使用本发明的装置时，不会感到额外的束缚感。

附图说明

以下，结合附图来详细说明本发明的实施方案，其中：

图1是本发明所述的装置的结构示意图，其中11为温度传感器，12为拉力传感器，13为无线发射器，14为数据采集卡，15为数据处理器，16为通讯装置，17为报警器，18为安慰装置。

图2是本发明所述的装置的穿戴部分的结构示意图，其中21为检测器，22为弹性体，23为固定块，24为束带，25为固定机构。

具体实施方式

装置包括温度传感器11、拉力传感器12、无线发射器13、数据采集卡14、数据处理器15、通讯装置16、报警器17和安慰装置18，所述的温度传感器11连接到无线发射器13；所述的拉力传感器12连接到无线发射器13；所述的无线发射器13与数据采集卡14处于数据连接；所述的数据采集卡14与数据处理器15处于数据连接；所述的数据处理器15与通讯装置16、报警器17和安慰装置18的一种或多种连接；所述的温度传感器11、拉力传感器12和无线发射器13处于个人穿戴设备上；数据采集卡14、数据处理器15、通讯装置16、报警器17和安慰装置18处于固定设备上；所述的个人穿戴设备包括检测器21、弹性体22、固定块23、束带24和固定机构25；检测器21包括温度传感器11、拉力传感器12和无线发射器13，温度传感器11位于检测器21朝向穿戴者皮肤的一侧的表面，拉力传感器12的检测端与弹性体22相连接；弹性体22的第一端连接到检测器21的检测端，第二端连接到固定块23的第一端；以及束带24的第一端连接到检测器的另一端，第二端连接到固定块23的第二端。所述的束带24在第一端和第二端之间包括固定机构25。

按照以下的参数来制备各组的试验装置：

试验组1：弹性体的弹性系数为0.4N/cm，弹性体的长度为3cm；

试验组2：弹性体的弹性系数为3N/cm，弹性体的长度为7cm；

试验组3：弹性体的弹性系数为1.2N/cm，弹性体的长度为5cm。

将试验组1-3的装置分别穿戴到受试者1-3上，并且进行测验。受试者2经传统温度计测量为发烧37.5度并且正在接受治疗，受试者1是健康的青年男性，受试者3在试验之前经历了长跑5000米并且表示非常疲劳。

当使用时，通过温度传感器11和拉力传感器12读出受试者的体温和弹性体22所承受的拉力，将步骤2中得到的温度数据和拉力数据与测量时间数据通过无线发射器发射，并通过数据采集卡14进行接收，并且将数据卡14接收的温度数据、拉力数据和测量时间数据传输到数据处理器15；当数据处理器15检测到拉力数据在每10秒内出现7次以上的极大值或者3次以下的极大值时，报警器17发出报警声，并且安慰装置18播放语音提示受试者注意身体状态；并且当数据处理器15检测到拉力数据在每10秒内出现8次以上的极大值或者2次以下的极大值时，通讯装置16与安全电话接通。当体温数据处于37.2度以上时，报警器17发出报警声，并且安慰装置18播放语音提示受试者注意身体状态。弹性体材料为橡胶条。

受试者1的呼吸和体温指标均未报警。

受试者2在佩戴本发明的装置的20秒后，报警器发出报警声，并且安慰装置及时提醒受试者2注意身体状态。

受试者3在佩戴本发明的装置45秒后，报警器发出警报声，并且接通了安全电话。

受试者1-3在完成实验之后，接受了关于舒适度的调查。受试者1-3表示在呼吸时，基本没有感受到过分的约束。这是由于在连接传感器的部分上使用了弹性系数较低的材料。与此同时，由于束带部分为普通的纺织品材料，这保证了检测的灵敏度不受到影响。

本发明的发明人还谨指出，也使用弹性体材料来制备整个的束带。但是随即发现整个的束带都使用弹性体材料来制备的时候，形变量较小，难以通过拉力传感器来进行测量。如果更加减少弹性体材料的长度，则使得弹性体材料需要在每次呼吸中承受过大的形变量，并且导致整个装置的寿命降低。

Claims (5)

1.一种检测受试者状态的方法，该方法用于非诊断和治疗的用途，其特征在于，所述的方法使用以下的装置来进行：

所述的装置包括温度传感器(11)、拉力传感器(12)、无线发射器(13)、数据采集卡(14)、数据处理器(15)、通讯装置(16)、报警器(17)和安慰装置(18)，其特征在于：

所述的温度传感器(11)连接到无线发射器(13)；

所述的拉力传感器(12)连接到无线发射器(13)；

所述的无线发射器(13)与数据采集卡(14)处于数据连接；

所述的数据采集卡(14)与数据处理器(15)处于数据连接；

所述的数据处理器(15)与通讯装置(16)、报警器(17)和安慰装置(18)的一种或多种连接；

所述的温度传感器(11)、拉力传感器(12)和无线发射器(13)处于个人穿戴设备上；数据采集卡(14)、数据处理器(15)、通讯装置(16)、报警器(17)和安慰装置(18)处于固定设备上；

所述的个人穿戴设备包括检测器(21)、弹性体(22)、固定块(23)、束带(24)和固定机构(25)；检测器(21)包括温度传感器(11)、拉力传感器(12)和无线发射器(13)，温度传感器(11)位于检测器(21)朝向穿戴者皮肤的一侧的表面，拉力传感器(12)的检测端与弹性体(22)相连接；弹性体(22)的第一端连接到检测器(21)的检测端，第二端连接到固定块(23)的第一端；以及束带(24)的第一端连接到检测器的另一端，第二端连接到固定块(23)的第二端；

该方法包括：

(1)使受试者将上文所述的个人穿戴设备套在胸部；

(2)通过温度传感器(11)和拉力传感器(12)读出受试者的体温和弹性体(22)所承受的拉力，将步骤2中得到的温度数据和拉力数据与测量时间数据通过无线发射器发射，并通过数据采集卡(14)进行接收，并且将数据采集卡(14)接收的温度数据、拉力数据和测量时间数据传输到数据处理器(15)；

(3)当数据处理器(15)检测到拉力数据在每10秒内出现7次以上 的极大值或者3次以下的极大值时，报警器(17)发出报警声，并且安慰装置(18)播放语音提示受试者注意身体状态；并且

(4)当数据处理器(15)检测到拉力数据在每10秒内出现8次以上的极大值或者2次以下的极大值时，通讯装置(16)与安全电话接通。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的弹性体的弹性系数是0.4-3N/cm，长度是3-7厘米。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的束带(24)在第一端和第二端之间包括固定机构(25)。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的弹性体是橡胶条，弹性系数是1.2N/cm，长度是5厘米。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，当体温数据处于37.2度以上时，报警器(17)发出报警声，并且安慰装置(18)播放语音提示受试者注意身体状态。